]> git.sur5r.net Git - u-boot/blob - drivers/mtd/nand/docg4.c
nand_util.c: Correct licensing
[u-boot] / drivers / mtd / nand / docg4.c
1 /*
2  * drivers/mtd/nand/docg4.c
3  *
4  * Copyright (C) 2013 Mike Dunn <mikedunn@newsguy.com>
5  *
6  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
7  *
8  * mtd nand driver for M-Systems DiskOnChip G4
9  *
10  * Tested on the Palm Treo 680.  The G4 is also present on Toshiba Portege, Asus
11  * P526, some HTC smartphones (Wizard, Prophet, ...), O2 XDA Zinc, maybe others.
12  * Should work on these as well.  Let me know!
13  *
14  * TODO:
15  *
16  *  Mechanism for management of password-protected areas
17  *
18  *  Hamming ecc when reading oob only
19  *
20  *  According to the M-Sys documentation, this device is also available in a
21  *  "dual-die" configuration having a 256MB capacity, but no mechanism for
22  *  detecting this variant is documented.  Currently this driver assumes 128MB
23  *  capacity.
24  *
25  *  Support for multiple cascaded devices ("floors").  Not sure which gadgets
26  *  contain multiple G4s in a cascaded configuration, if any.
27  */
28
29
30 #include <common.h>
31 #include <asm/arch/hardware.h>
32 #include <asm/io.h>
33 #include <asm/bitops.h>
34 #include <asm/errno.h>
35 #include <malloc.h>
36 #include <nand.h>
37 #include <linux/bch.h>
38 #include <linux/bitrev.h>
39 #include <linux/mtd/docg4.h>
40
41 /*
42  * The device has a nop register which M-Sys claims is for the purpose of
43  * inserting precise delays.  But beware; at least some operations fail if the
44  * nop writes are replaced with a generic delay!
45  */
46 static inline void write_nop(void __iomem *docptr)
47 {
48         writew(0, docptr + DOC_NOP);
49 }
50
51
52 static int poll_status(void __iomem *docptr)
53 {
54         /*
55          * Busy-wait for the FLASHREADY bit to be set in the FLASHCONTROL
56          * register.  Operations known to take a long time (e.g., block erase)
57          * should sleep for a while before calling this.
58          */
59
60         uint8_t flash_status;
61
62         /* hardware quirk requires reading twice initially */
63         flash_status = readb(docptr + DOC_FLASHCONTROL);
64
65         do {
66                 flash_status = readb(docptr + DOC_FLASHCONTROL);
67         } while (!(flash_status & DOC_CTRL_FLASHREADY));
68
69         return 0;
70 }
71
72 static void write_addr(void __iomem *docptr, uint32_t docg4_addr)
73 {
74         /* write the four address bytes packed in docg4_addr to the device */
75
76         writeb(docg4_addr & 0xff, docptr + DOC_FLASHADDRESS);
77         docg4_addr >>= 8;
78         writeb(docg4_addr & 0xff, docptr + DOC_FLASHADDRESS);
79         docg4_addr >>= 8;
80         writeb(docg4_addr & 0xff, docptr + DOC_FLASHADDRESS);
81         docg4_addr >>= 8;
82         writeb(docg4_addr & 0xff, docptr + DOC_FLASHADDRESS);
83 }
84
85 /*
86  * This is a module parameter in the linux kernel version of this driver.  It is
87  * hard-coded to 'off' for u-boot.  This driver uses oob to mark bad blocks.
88  * This can be problematic when dealing with data not intended for the mtd/nand
89  * subsystem.  For example, on boards that boot from the docg4 and use the IPL
90  * to load an spl + u-boot image, the blocks containing the image will be
91  * reported as "bad" because the oob of the first page of each block contains a
92  * magic number that the IPL looks for, which causes the badblock scan to
93  * erroneously add them to the bad block table.  To erase such a block, use
94  * u-boot's 'nand scrub'.  scrub is safe for the docg4.  The device does have a
95  * factory bad block table, but it is read-only, and is used in conjunction with
96  * oob bad block markers that are written by mtd/nand when a block is deemed to
97  * be bad.  To read data from "bad" blocks, use 'read.raw'.  Unfortunately,
98  * read.raw does not use ecc, which would still work fine on such misidentified
99  * bad blocks.  TODO: u-boot nand utilities need the ability to ignore bad
100  * blocks.
101  */
102 static const int ignore_badblocks; /* remains false */
103
104 struct docg4_priv {
105         int status;
106         struct {
107                 unsigned int command;
108                 int column;
109                 int page;
110         } last_command;
111         uint8_t oob_buf[16];
112         uint8_t ecc_buf[7];
113         int oob_page;
114         struct bch_control *bch;
115 };
116 /*
117  * Oob bytes 0 - 6 are available to the user.
118  * Byte 7 is hamming ecc for first 7 bytes.  Bytes 8 - 14 are hw-generated ecc.
119  * Byte 15 (the last) is used by the driver as a "page written" flag.
120  */
121 static struct nand_ecclayout docg4_oobinfo = {
122         .eccbytes = 9,
123         .eccpos = {7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15},
124         .oobavail = 7,
125         .oobfree = { {0, 7} }
126 };
127
128 static void reset(void __iomem *docptr)
129 {
130         /* full device reset */
131
132         writew(DOC_ASICMODE_RESET | DOC_ASICMODE_MDWREN, docptr + DOC_ASICMODE);
133         writew(~(DOC_ASICMODE_RESET | DOC_ASICMODE_MDWREN),
134                docptr + DOC_ASICMODECONFIRM);
135         write_nop(docptr);
136
137         writew(DOC_ASICMODE_NORMAL | DOC_ASICMODE_MDWREN,
138                docptr + DOC_ASICMODE);
139         writew(~(DOC_ASICMODE_NORMAL | DOC_ASICMODE_MDWREN),
140                docptr + DOC_ASICMODECONFIRM);
141
142         writew(DOC_ECCCONF1_ECC_ENABLE, docptr + DOC_ECCCONF1);
143
144         poll_status(docptr);
145 }
146
147 static void docg4_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chip)
148 {
149         /*
150          * Select among multiple cascaded chips ("floors").  Multiple floors are
151          * not yet supported, so the only valid non-negative value is 0.
152          */
153         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
154
155         if (chip < 0)
156                 return;         /* deselected */
157
158         if (chip > 0)
159                 printf("multiple floors currently unsupported\n");
160
161         writew(0, docptr + DOC_DEVICESELECT);
162 }
163
164 static void read_hw_ecc(void __iomem *docptr, uint8_t *ecc_buf)
165 {
166         /* read the 7 hw-generated ecc bytes */
167
168         int i;
169         for (i = 0; i < 7; i++) { /* hw quirk; read twice */
170                 ecc_buf[i] = readb(docptr + DOC_BCH_SYNDROM(i));
171                 ecc_buf[i] = readb(docptr + DOC_BCH_SYNDROM(i));
172         }
173 }
174
175 static int correct_data(struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int page)
176 {
177         /*
178          * Called after a page read when hardware reports bitflips.
179          * Up to four bitflips can be corrected.
180          */
181
182         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
183         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
184         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
185         int i, numerrs;
186         unsigned int errpos[4];
187         const uint8_t blank_read_hwecc[8] = {
188                 0xcf, 0x72, 0xfc, 0x1b, 0xa9, 0xc7, 0xb9, 0 };
189
190         read_hw_ecc(docptr, doc->ecc_buf); /* read 7 hw-generated ecc bytes */
191
192         /* check if read error is due to a blank page */
193         if (!memcmp(doc->ecc_buf, blank_read_hwecc, 7))
194                 return 0;       /* yes */
195
196         /* skip additional check of "written flag" if ignore_badblocks */
197         if (!ignore_badblocks) {
198                 /*
199                  * If the hw ecc bytes are not those of a blank page, there's
200                  * still a chance that the page is blank, but was read with
201                  * errors.  Check the "written flag" in last oob byte, which
202                  * is set to zero when a page is written.  If more than half
203                  * the bits are set, assume a blank page.  Unfortunately, the
204                  * bit flips(s) are not reported in stats.
205                  */
206
207                 if (doc->oob_buf[15]) {
208                         int bit, numsetbits = 0;
209                         unsigned long written_flag = doc->oob_buf[15];
210
211                         for (bit = 0; bit < 8; bit++) {
212                                 if (written_flag & 0x01)
213                                         numsetbits++;
214                                 written_flag >>= 1;
215                         }
216                         if (numsetbits > 4) { /* assume blank */
217                                 printf("errors in blank page at offset %08x\n",
218                                        page * DOCG4_PAGE_SIZE);
219                                 return 0;
220                         }
221                 }
222         }
223
224         /*
225          * The hardware ecc unit produces oob_ecc ^ calc_ecc.  The kernel's bch
226          * algorithm is used to decode this.  However the hw operates on page
227          * data in a bit order that is the reverse of that of the bch alg,
228          * requiring that the bits be reversed on the result.  Thanks to Ivan
229          * Djelic for his analysis!
230          */
231         for (i = 0; i < 7; i++)
232                 doc->ecc_buf[i] = bitrev8(doc->ecc_buf[i]);
233
234         numerrs = decode_bch(doc->bch, NULL, DOCG4_USERDATA_LEN, NULL,
235                              doc->ecc_buf, NULL, errpos);
236
237         if (numerrs == -EBADMSG) {
238                 printf("uncorrectable errors at offset %08x\n",
239                        page * DOCG4_PAGE_SIZE);
240                 return -EBADMSG;
241         }
242
243         BUG_ON(numerrs < 0);    /* -EINVAL, or anything other than -EBADMSG */
244
245         /* undo last step in BCH alg (modulo mirroring not needed) */
246         for (i = 0; i < numerrs; i++)
247                 errpos[i] = (errpos[i] & ~7)|(7-(errpos[i] & 7));
248
249         /* fix the errors */
250         for (i = 0; i < numerrs; i++) {
251                 /* ignore if error within oob ecc bytes */
252                 if (errpos[i] > DOCG4_USERDATA_LEN * 8)
253                         continue;
254
255                 /* if error within oob area preceeding ecc bytes... */
256                 if (errpos[i] > DOCG4_PAGE_SIZE * 8)
257                         __change_bit(errpos[i] - DOCG4_PAGE_SIZE * 8,
258                                      (unsigned long *)doc->oob_buf);
259
260                 else    /* error in page data */
261                         __change_bit(errpos[i], (unsigned long *)buf);
262         }
263
264         printf("%d error(s) corrected at offset %08x\n",
265                numerrs, page * DOCG4_PAGE_SIZE);
266
267         return numerrs;
268 }
269
270 static int read_progstatus(struct docg4_priv *doc, void __iomem *docptr)
271 {
272         /*
273          * This apparently checks the status of programming.  Done after an
274          * erasure, and after page data is written.  On error, the status is
275          * saved, to be later retrieved by the nand infrastructure code.
276          */
277
278         /* status is read from the I/O reg */
279         uint16_t status1 = readw(docptr + DOC_IOSPACE_DATA);
280         uint16_t status2 = readw(docptr + DOC_IOSPACE_DATA);
281         uint16_t status3 = readw(docptr + DOCG4_MYSTERY_REG);
282
283         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "docg4: %s: %02x %02x %02x\n",
284             __func__, status1, status2, status3);
285
286         if (status1 != DOCG4_PROGSTATUS_GOOD ||
287             status2 != DOCG4_PROGSTATUS_GOOD_2 ||
288             status3 != DOCG4_PROGSTATUS_GOOD_2) {
289                 doc->status = NAND_STATUS_FAIL;
290                 printf("read_progstatus failed: %02x, %02x, %02x\n",
291                        status1, status2, status3);
292                 return -EIO;
293         }
294         return 0;
295 }
296
297 static int pageprog(struct mtd_info *mtd)
298 {
299         /*
300          * Final step in writing a page.  Writes the contents of its
301          * internal buffer out to the flash array, or some such.
302          */
303
304         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
305         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
306         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
307         int retval = 0;
308
309         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "docg4: %s\n", __func__);
310
311         writew(DOCG4_SEQ_PAGEPROG, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
312         writew(DOC_CMD_PROG_CYCLE2, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
313         write_nop(docptr);
314         write_nop(docptr);
315
316         /* Just busy-wait; usleep_range() slows things down noticeably. */
317         poll_status(docptr);
318
319         writew(DOCG4_SEQ_FLUSH, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
320         writew(DOCG4_CMD_FLUSH, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
321         writew(DOC_ECCCONF0_READ_MODE | 4, docptr + DOC_ECCCONF0);
322         write_nop(docptr);
323         write_nop(docptr);
324         write_nop(docptr);
325         write_nop(docptr);
326         write_nop(docptr);
327
328         retval = read_progstatus(doc, docptr);
329         writew(0, docptr + DOC_DATAEND);
330         write_nop(docptr);
331         poll_status(docptr);
332         write_nop(docptr);
333
334         return retval;
335 }
336
337 static void sequence_reset(void __iomem *docptr)
338 {
339         /* common starting sequence for all operations */
340
341         writew(DOC_CTRL_UNKNOWN | DOC_CTRL_CE, docptr + DOC_FLASHCONTROL);
342         writew(DOC_SEQ_RESET, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
343         writew(DOC_CMD_RESET, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
344         write_nop(docptr);
345         write_nop(docptr);
346         poll_status(docptr);
347         write_nop(docptr);
348 }
349
350 static void read_page_prologue(void __iomem *docptr, uint32_t docg4_addr)
351 {
352         /* first step in reading a page */
353
354         sequence_reset(docptr);
355
356         writew(DOCG4_SEQ_PAGE_READ, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
357         writew(DOCG4_CMD_PAGE_READ, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
358         write_nop(docptr);
359
360         write_addr(docptr, docg4_addr);
361
362         write_nop(docptr);
363         writew(DOCG4_CMD_READ2, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
364         write_nop(docptr);
365         write_nop(docptr);
366
367         poll_status(docptr);
368 }
369
370 static void write_page_prologue(void __iomem *docptr, uint32_t docg4_addr)
371 {
372         /* first step in writing a page */
373
374         sequence_reset(docptr);
375         writew(DOCG4_SEQ_PAGEWRITE, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
376         writew(DOCG4_CMD_PAGEWRITE, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
377         write_nop(docptr);
378         write_addr(docptr, docg4_addr);
379         write_nop(docptr);
380         write_nop(docptr);
381         poll_status(docptr);
382 }
383
384 static uint32_t mtd_to_docg4_address(int page, int column)
385 {
386         /*
387          * Convert mtd address to format used by the device, 32 bit packed.
388          *
389          * Some notes on G4 addressing... The M-Sys documentation on this device
390          * claims that pages are 2K in length, and indeed, the format of the
391          * address used by the device reflects that.  But within each page are
392          * four 512 byte "sub-pages", each with its own oob data that is
393          * read/written immediately after the 512 bytes of page data.  This oob
394          * data contains the ecc bytes for the preceeding 512 bytes.
395          *
396          * Rather than tell the mtd nand infrastructure that page size is 2k,
397          * with four sub-pages each, we engage in a little subterfuge and tell
398          * the infrastructure code that pages are 512 bytes in size.  This is
399          * done because during the course of reverse-engineering the device, I
400          * never observed an instance where an entire 2K "page" was read or
401          * written as a unit.  Each "sub-page" is always addressed individually,
402          * its data read/written, and ecc handled before the next "sub-page" is
403          * addressed.
404          *
405          * This requires us to convert addresses passed by the mtd nand
406          * infrastructure code to those used by the device.
407          *
408          * The address that is written to the device consists of four bytes: the
409          * first two are the 2k page number, and the second is the index into
410          * the page.  The index is in terms of 16-bit half-words and includes
411          * the preceeding oob data, so e.g., the index into the second
412          * "sub-page" is 0x108, and the full device address of the start of mtd
413          * page 0x201 is 0x00800108.
414          */
415         int g4_page = page / 4;                       /* device's 2K page */
416         int g4_index = (page % 4) * 0x108 + column/2; /* offset into page */
417         return (g4_page << 16) | g4_index;            /* pack */
418 }
419
420 static void docg4_command(struct mtd_info *mtd, unsigned command, int column,
421                           int page_addr)
422 {
423         /* handle standard nand commands */
424
425         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
426         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
427         uint32_t g4_addr = mtd_to_docg4_address(page_addr, column);
428
429         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s %x, page_addr=%x, column=%x\n",
430             __func__, command, page_addr, column);
431
432         /*
433          * Save the command and its arguments.  This enables emulation of
434          * standard flash devices, and also some optimizations.
435          */
436         doc->last_command.command = command;
437         doc->last_command.column = column;
438         doc->last_command.page = page_addr;
439
440         switch (command) {
441         case NAND_CMD_RESET:
442                 reset(CONFIG_SYS_NAND_BASE);
443                 break;
444
445         case NAND_CMD_READ0:
446                 read_page_prologue(CONFIG_SYS_NAND_BASE, g4_addr);
447                 break;
448
449         case NAND_CMD_STATUS:
450                 /* next call to read_byte() will expect a status */
451                 break;
452
453         case NAND_CMD_SEQIN:
454                 write_page_prologue(CONFIG_SYS_NAND_BASE, g4_addr);
455
456                 /* hack for deferred write of oob bytes */
457                 if (doc->oob_page == page_addr)
458                         memcpy(nand->oob_poi, doc->oob_buf, 16);
459                 break;
460
461         case NAND_CMD_PAGEPROG:
462                 pageprog(mtd);
463                 break;
464
465         /* we don't expect these, based on review of nand_base.c */
466         case NAND_CMD_READOOB:
467         case NAND_CMD_READID:
468         case NAND_CMD_ERASE1:
469         case NAND_CMD_ERASE2:
470                 printf("docg4_command: unexpected nand command 0x%x\n",
471                        command);
472                 break;
473         }
474 }
475
476 static void docg4_read_buf(struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int len)
477 {
478         int i;
479         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
480         uint16_t *p = (uint16_t *)buf;
481         len >>= 1;
482
483         for (i = 0; i < len; i++)
484                 p[i] = readw(nand->IO_ADDR_R);
485 }
486
487 static int docg4_read_oob(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
488                           int page)
489 {
490         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
491         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
492         uint16_t status;
493
494         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s: page %x\n", __func__, page);
495
496         /*
497          * Oob bytes are read as part of a normal page read.  If the previous
498          * nand command was a read of the page whose oob is now being read, just
499          * copy the oob bytes that we saved in a local buffer and avoid a
500          * separate oob read.
501          */
502         if (doc->last_command.command == NAND_CMD_READ0 &&
503             doc->last_command.page == page) {
504                 memcpy(nand->oob_poi, doc->oob_buf, 16);
505                 return 0;
506         }
507
508         /*
509          * Separate read of oob data only.
510          */
511         docg4_command(mtd, NAND_CMD_READ0, nand->ecc.size, page);
512
513         writew(DOC_ECCCONF0_READ_MODE | DOCG4_OOB_SIZE, docptr + DOC_ECCCONF0);
514         write_nop(docptr);
515         write_nop(docptr);
516         write_nop(docptr);
517         write_nop(docptr);
518         write_nop(docptr);
519
520         /* the 1st byte from the I/O reg is a status; the rest is oob data */
521         status = readw(docptr + DOC_IOSPACE_DATA);
522         if (status & DOCG4_READ_ERROR) {
523                 printf("docg4_read_oob failed: status = 0x%02x\n", status);
524                 return -EIO;
525         }
526
527         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s: status = 0x%x\n", __func__, status);
528
529         docg4_read_buf(mtd, nand->oob_poi, 16);
530
531         write_nop(docptr);
532         write_nop(docptr);
533         write_nop(docptr);
534         writew(0, docptr + DOC_DATAEND);
535         write_nop(docptr);
536
537         return 0;
538 }
539
540 static int docg4_write_oob(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
541                            int page)
542 {
543         /*
544          * Writing oob-only is not really supported, because MLC nand must write
545          * oob bytes at the same time as page data.  Nonetheless, we save the
546          * oob buffer contents here, and then write it along with the page data
547          * if the same page is subsequently written.  This allows user space
548          * utilities that write the oob data prior to the page data to work
549          * (e.g., nandwrite).  The disdvantage is that, if the intention was to
550          * write oob only, the operation is quietly ignored.  Also, oob can get
551          * corrupted if two concurrent processes are running nandwrite.
552          */
553
554         /* note that bytes 7..14 are hw generated hamming/ecc and overwritten */
555         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
556         doc->oob_page = page;
557         memcpy(doc->oob_buf, nand->oob_poi, 16);
558         return 0;
559 }
560
561 static int docg4_block_neverbad(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs, int getchip)
562 {
563         /* only called when module_param ignore_badblocks is set */
564         return 0;
565 }
566
567 static void docg4_write_buf16(struct mtd_info *mtd, const uint8_t *buf, int len)
568 {
569         int i;
570         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
571         uint16_t *p = (uint16_t *)buf;
572         len >>= 1;
573
574         for (i = 0; i < len; i++)
575                 writew(p[i], nand->IO_ADDR_W);
576 }
577
578 static int write_page(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
579                        const uint8_t *buf, int use_ecc)
580 {
581         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
582         uint8_t ecc_buf[8];
583
584         writew(DOC_ECCCONF0_ECC_ENABLE |
585                DOC_ECCCONF0_UNKNOWN |
586                DOCG4_BCH_SIZE,
587                docptr + DOC_ECCCONF0);
588         write_nop(docptr);
589
590         /* write the page data */
591         docg4_write_buf16(mtd, buf, DOCG4_PAGE_SIZE);
592
593         /* oob bytes 0 through 5 are written to I/O reg */
594         docg4_write_buf16(mtd, nand->oob_poi, 6);
595
596         /* oob byte 6 written to a separate reg */
597         writew(nand->oob_poi[6], docptr + DOCG4_OOB_6_7);
598
599         write_nop(docptr);
600         write_nop(docptr);
601
602         /* write hw-generated ecc bytes to oob */
603         if (likely(use_ecc)) {
604                 /* oob byte 7 is hamming code */
605                 uint8_t hamming = readb(docptr + DOC_HAMMINGPARITY);
606                 hamming = readb(docptr + DOC_HAMMINGPARITY); /* 2nd read */
607                 writew(hamming, docptr + DOCG4_OOB_6_7);
608                 write_nop(docptr);
609
610                 /* read the 7 bch bytes from ecc regs */
611                 read_hw_ecc(docptr, ecc_buf);
612                 ecc_buf[7] = 0;         /* clear the "page written" flag */
613         }
614
615         /* write user-supplied bytes to oob */
616         else {
617                 writew(nand->oob_poi[7], docptr + DOCG4_OOB_6_7);
618                 write_nop(docptr);
619                 memcpy(ecc_buf, &nand->oob_poi[8], 8);
620         }
621
622         docg4_write_buf16(mtd, ecc_buf, 8);
623         write_nop(docptr);
624         write_nop(docptr);
625         writew(0, docptr + DOC_DATAEND);
626         write_nop(docptr);
627
628         return 0;
629 }
630
631 static int docg4_write_page_raw(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
632                                  const uint8_t *buf, int oob_required)
633 {
634         return write_page(mtd, nand, buf, 0);
635 }
636
637 static int docg4_write_page(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
638                              const uint8_t *buf, int oob_required)
639 {
640         return write_page(mtd, nand, buf, 1);
641 }
642
643 static int read_page(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
644                      uint8_t *buf, int page, int use_ecc)
645 {
646         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
647         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
648         uint16_t status, edc_err, *buf16;
649
650         writew(DOC_ECCCONF0_READ_MODE |
651                DOC_ECCCONF0_ECC_ENABLE |
652                DOC_ECCCONF0_UNKNOWN |
653                DOCG4_BCH_SIZE,
654                docptr + DOC_ECCCONF0);
655         write_nop(docptr);
656         write_nop(docptr);
657         write_nop(docptr);
658         write_nop(docptr);
659         write_nop(docptr);
660
661         /* the 1st byte from the I/O reg is a status; the rest is page data */
662         status = readw(docptr + DOC_IOSPACE_DATA);
663         if (status & DOCG4_READ_ERROR) {
664                 printf("docg4_read_page: bad status: 0x%02x\n", status);
665                 writew(0, docptr + DOC_DATAEND);
666                 return -EIO;
667         }
668
669         docg4_read_buf(mtd, buf, DOCG4_PAGE_SIZE); /* read the page data */
670
671         /* first 14 oob bytes read from I/O reg */
672         docg4_read_buf(mtd, nand->oob_poi, 14);
673
674         /* last 2 read from another reg */
675         buf16 = (uint16_t *)(nand->oob_poi + 14);
676         *buf16 = readw(docptr + DOCG4_MYSTERY_REG);
677
678         /*
679          * Diskonchips read oob immediately after a page read.  Mtd
680          * infrastructure issues a separate command for reading oob after the
681          * page is read.  So we save the oob bytes in a local buffer and just
682          * copy it if the next command reads oob from the same page.
683          */
684         memcpy(doc->oob_buf, nand->oob_poi, 16);
685
686         write_nop(docptr);
687
688         if (likely(use_ecc)) {
689                 /* read the register that tells us if bitflip(s) detected  */
690                 edc_err = readw(docptr + DOC_ECCCONF1);
691                 edc_err = readw(docptr + DOC_ECCCONF1);
692
693                 /* If bitflips are reported, attempt to correct with ecc */
694                 if (edc_err & DOC_ECCCONF1_BCH_SYNDROM_ERR) {
695                         int bits_corrected = correct_data(mtd, buf, page);
696                         if (bits_corrected == -EBADMSG)
697                                 mtd->ecc_stats.failed++;
698                         else
699                                 mtd->ecc_stats.corrected += bits_corrected;
700                 }
701         }
702
703         writew(0, docptr + DOC_DATAEND);
704         return 0;
705 }
706
707
708 static int docg4_read_page_raw(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
709                                uint8_t *buf, int oob_required, int page)
710 {
711         return read_page(mtd, nand, buf, page, 0);
712 }
713
714 static int docg4_read_page(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand,
715                            uint8_t *buf, int oob_required, int page)
716 {
717         return read_page(mtd, nand, buf, page, 1);
718 }
719
720 static void docg4_erase_block(struct mtd_info *mtd, int page)
721 {
722         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
723         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
724         void __iomem *docptr = CONFIG_SYS_NAND_BASE;
725         uint16_t g4_page;
726
727         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s: page %04x\n", __func__, page);
728
729         sequence_reset(docptr);
730
731         writew(DOCG4_SEQ_BLOCKERASE, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
732         writew(DOC_CMD_PROG_BLOCK_ADDR, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
733         write_nop(docptr);
734
735         /* only 2 bytes of address are written to specify erase block */
736         g4_page = (uint16_t)(page / 4);  /* to g4's 2k page addressing */
737         writeb(g4_page & 0xff, docptr + DOC_FLASHADDRESS);
738         g4_page >>= 8;
739         writeb(g4_page & 0xff, docptr + DOC_FLASHADDRESS);
740         write_nop(docptr);
741
742         /* start the erasure */
743         writew(DOC_CMD_ERASECYCLE2, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
744         write_nop(docptr);
745         write_nop(docptr);
746
747         poll_status(docptr);
748         writew(DOCG4_SEQ_FLUSH, docptr + DOC_FLASHSEQUENCE);
749         writew(DOCG4_CMD_FLUSH, docptr + DOC_FLASHCOMMAND);
750         writew(DOC_ECCCONF0_READ_MODE | 4, docptr + DOC_ECCCONF0);
751         write_nop(docptr);
752         write_nop(docptr);
753         write_nop(docptr);
754         write_nop(docptr);
755         write_nop(docptr);
756
757         read_progstatus(doc, docptr);
758
759         writew(0, docptr + DOC_DATAEND);
760         write_nop(docptr);
761         poll_status(docptr);
762         write_nop(docptr);
763 }
764
765 static int read_factory_bbt(struct mtd_info *mtd)
766 {
767         /*
768          * The device contains a read-only factory bad block table.  Read it and
769          * update the memory-based bbt accordingly.
770          */
771
772         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
773         uint32_t g4_addr = mtd_to_docg4_address(DOCG4_FACTORY_BBT_PAGE, 0);
774         uint8_t *buf;
775         int i, block, status;
776
777         buf = kzalloc(DOCG4_PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
778         if (buf == NULL)
779                 return -ENOMEM;
780
781         read_page_prologue(CONFIG_SYS_NAND_BASE, g4_addr);
782         status = docg4_read_page(mtd, nand, buf, 0, DOCG4_FACTORY_BBT_PAGE);
783         if (status)
784                 goto exit;
785
786         /*
787          * If no memory-based bbt was created, exit.  This will happen if module
788          * parameter ignore_badblocks is set.  Then why even call this function?
789          * For an unknown reason, block erase always fails if it's the first
790          * operation after device power-up.  The above read ensures it never is.
791          * Ugly, I know.
792          */
793         if (nand->bbt == NULL)  /* no memory-based bbt */
794                 goto exit;
795
796         /*
797          * Parse factory bbt and update memory-based bbt.  Factory bbt format is
798          * simple: one bit per block, block numbers increase left to right (msb
799          * to lsb).  Bit clear means bad block.
800          */
801         for (i = block = 0; block < DOCG4_NUMBLOCKS; block += 8, i++) {
802                 int bitnum;
803                 uint8_t mask;
804                 for (bitnum = 0, mask = 0x80;
805                      bitnum < 8; bitnum++, mask >>= 1) {
806                         if (!(buf[i] & mask)) {
807                                 int badblock = block + bitnum;
808                                 nand->bbt[badblock / 4] |=
809                                         0x03 << ((badblock % 4) * 2);
810                                 mtd->ecc_stats.badblocks++;
811                                 printf("factory-marked bad block: %d\n",
812                                        badblock);
813                         }
814                 }
815         }
816  exit:
817         kfree(buf);
818         return status;
819 }
820
821 static int docg4_block_markbad(struct mtd_info *mtd, loff_t ofs)
822 {
823         /*
824          * Mark a block as bad.  Bad blocks are marked in the oob area of the
825          * first page of the block.  The default scan_bbt() in the nand
826          * infrastructure code works fine for building the memory-based bbt
827          * during initialization, as does the nand infrastructure function that
828          * checks if a block is bad by reading the bbt.  This function replaces
829          * the nand default because writes to oob-only are not supported.
830          */
831
832         int ret, i;
833         uint8_t *buf;
834         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
835         struct nand_bbt_descr *bbtd = nand->badblock_pattern;
836         int block = (int)(ofs >> nand->bbt_erase_shift);
837         int page = (int)(ofs >> nand->page_shift);
838         uint32_t g4_addr = mtd_to_docg4_address(page, 0);
839
840         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s: %08llx\n", __func__, ofs);
841
842         if (unlikely(ofs & (DOCG4_BLOCK_SIZE - 1)))
843                 printf("%s: ofs %llx not start of block!\n",
844                        __func__, ofs);
845
846         /* allocate blank buffer for page data */
847         buf = kzalloc(DOCG4_PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
848         if (buf == NULL)
849                 return -ENOMEM;
850
851         /* update bbt in memory */
852         nand->bbt[block / 4] |= 0x01 << ((block & 0x03) * 2);
853
854         /* write bit-wise negation of pattern to oob buffer */
855         memset(nand->oob_poi, 0xff, mtd->oobsize);
856         for (i = 0; i < bbtd->len; i++)
857                 nand->oob_poi[bbtd->offs + i] = ~bbtd->pattern[i];
858
859         /* write first page of block */
860         write_page_prologue(CONFIG_SYS_NAND_BASE, g4_addr);
861         docg4_write_page(mtd, nand, buf, 1);
862         ret = pageprog(mtd);
863         if (!ret)
864                 mtd->ecc_stats.badblocks++;
865
866         kfree(buf);
867
868         return ret;
869 }
870
871 static uint8_t docg4_read_byte(struct mtd_info *mtd)
872 {
873         struct nand_chip *nand = mtd->priv;
874         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
875
876         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s\n", __func__);
877
878         if (doc->last_command.command == NAND_CMD_STATUS) {
879                 int status;
880
881                 /*
882                  * Previous nand command was status request, so nand
883                  * infrastructure code expects to read the status here.  If an
884                  * error occurred in a previous operation, report it.
885                  */
886                 doc->last_command.command = 0;
887
888                 if (doc->status) {
889                         status = doc->status;
890                         doc->status = 0;
891                 }
892
893                 /* why is NAND_STATUS_WP inverse logic?? */
894                 else
895                         status = NAND_STATUS_WP | NAND_STATUS_READY;
896
897                 return status;
898         }
899
900         printf("unexpectd call to read_byte()\n");
901
902         return 0;
903 }
904
905 static int docg4_wait(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand)
906 {
907         struct docg4_priv *doc = nand->priv;
908         int status = NAND_STATUS_WP;       /* inverse logic?? */
909         MTDDEBUG(MTD_DEBUG_LEVEL3, "%s...\n", __func__);
910
911         /* report any previously unreported error */
912         if (doc->status) {
913                 status |= doc->status;
914                 doc->status = 0;
915                 return status;
916         }
917
918         status |= poll_status(CONFIG_SYS_NAND_BASE);
919         return status;
920 }
921
922 int docg4_nand_init(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand, int devnum)
923 {
924         uint16_t id1, id2;
925         struct docg4_priv *docg4;
926         int retval;
927
928         docg4 = kzalloc(sizeof(*docg4), GFP_KERNEL);
929         if (!docg4)
930                 return -1;
931
932         mtd->priv = nand;
933         nand->priv = docg4;
934
935         /* These must be initialized here because the docg4 is non-standard
936          * and doesn't produce an id that the nand code can use to look up
937          * these values (nand_scan_ident() not called).
938          */
939         mtd->size = DOCG4_CHIP_SIZE;
940         mtd->name = "Msys_Diskonchip_G4";
941         mtd->writesize = DOCG4_PAGE_SIZE;
942         mtd->erasesize = DOCG4_BLOCK_SIZE;
943         mtd->oobsize = DOCG4_OOB_SIZE;
944
945         nand->IO_ADDR_R =
946                 (void __iomem *)CONFIG_SYS_NAND_BASE + DOC_IOSPACE_DATA;
947         nand->IO_ADDR_W = nand->IO_ADDR_R;
948         nand->chipsize = DOCG4_CHIP_SIZE;
949         nand->chip_shift = DOCG4_CHIP_SHIFT;
950         nand->bbt_erase_shift = DOCG4_ERASE_SHIFT;
951         nand->phys_erase_shift = DOCG4_ERASE_SHIFT;
952         nand->chip_delay = 20;
953         nand->page_shift = DOCG4_PAGE_SHIFT;
954         nand->pagemask = 0x3ffff;
955         nand->badblockpos = NAND_LARGE_BADBLOCK_POS;
956         nand->badblockbits = 8;
957         nand->ecc.layout = &docg4_oobinfo;
958         nand->ecc.mode = NAND_ECC_HW_SYNDROME;
959         nand->ecc.size = DOCG4_PAGE_SIZE;
960         nand->ecc.prepad = 8;
961         nand->ecc.bytes = 8;
962         nand->ecc.strength = DOCG4_T;
963         nand->options = NAND_BUSWIDTH_16 | NAND_NO_SUBPAGE_WRITE;
964         nand->controller = &nand->hwcontrol;
965
966         /* methods */
967         nand->cmdfunc = docg4_command;
968         nand->waitfunc = docg4_wait;
969         nand->select_chip = docg4_select_chip;
970         nand->read_byte = docg4_read_byte;
971         nand->block_markbad = docg4_block_markbad;
972         nand->read_buf = docg4_read_buf;
973         nand->write_buf = docg4_write_buf16;
974         nand->scan_bbt = nand_default_bbt;
975         nand->erase_cmd = docg4_erase_block;
976         nand->ecc.read_page = docg4_read_page;
977         nand->ecc.write_page = docg4_write_page;
978         nand->ecc.read_page_raw = docg4_read_page_raw;
979         nand->ecc.write_page_raw = docg4_write_page_raw;
980         nand->ecc.read_oob = docg4_read_oob;
981         nand->ecc.write_oob = docg4_write_oob;
982
983         /*
984          * The way the nand infrastructure code is written, a memory-based bbt
985          * is not created if NAND_SKIP_BBTSCAN is set.  With no memory bbt,
986          * nand->block_bad() is used.  So when ignoring bad blocks, we skip the
987          * scan and define a dummy block_bad() which always returns 0.
988          */
989         if (ignore_badblocks) {
990                 nand->options |= NAND_SKIP_BBTSCAN;
991                 nand->block_bad = docg4_block_neverbad;
992         }
993
994         reset(CONFIG_SYS_NAND_BASE);
995
996         /* check for presence of g4 chip by reading id registers */
997         id1 = readw(CONFIG_SYS_NAND_BASE + DOC_CHIPID);
998         id1 = readw(CONFIG_SYS_NAND_BASE + DOCG4_MYSTERY_REG);
999         id2 = readw(CONFIG_SYS_NAND_BASE + DOC_CHIPID_INV);
1000         id2 = readw(CONFIG_SYS_NAND_BASE + DOCG4_MYSTERY_REG);
1001         if (id1 != DOCG4_IDREG1_VALUE || id2 != DOCG4_IDREG2_VALUE)
1002                 return -1;
1003
1004         /* initialize bch algorithm */
1005         docg4->bch = init_bch(DOCG4_M, DOCG4_T, DOCG4_PRIMITIVE_POLY);
1006         if (docg4->bch == NULL)
1007                 return -1;
1008
1009         retval = nand_scan_tail(mtd);
1010         if (retval)
1011                 return -1;
1012
1013         /*
1014          * Scan for bad blocks and create bbt here, then add the factory-marked
1015          * bad blocks to the bbt.
1016          */
1017         nand->scan_bbt(mtd);
1018         nand->options |= NAND_BBT_SCANNED;
1019         retval = read_factory_bbt(mtd);
1020         if (retval)
1021                 return -1;
1022
1023         retval = nand_register(devnum);
1024         if (retval)
1025                 return -1;
1026
1027         return 0;
1028 }